[发明专利]一种基于井下压差的封闭自发电充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种基于井下压差的封闭自发电充电装置。

背景技术

在油田开发生产过程中，通过井下测试仪器对井筒内的温度、压力、流量、动液面、载荷等各类参数信息进行实时采集非常重要，是油井动态分析、生产调整的重要依据。

目前现场普遍使用带电缆的有线测试技术，利用电缆将测试设备放入井中，但是电缆和油套管之间会发生摩擦、作业过中电缆容易发生卡断等现象，导致测量失效，特别在斜井、水平井中尤为明显，且有线测试存在生产成本高、作业工作量大等问题。

无线测试技术是近年来发展的方向，井下传感器发射和接收信号，利用声波作为传输介质，实现井下测试和控制。但是，井下电源是其关键技术，目前使用的井下电池寿命短、续航能力差，是无线测试技术发展的瓶颈。

发明内容

抽油机井生产过程中井下的压力并非恒定不变，而是随着抽油机上下冲程呈周期性的变化。本发明利用井下压力的变化产生的能量，给出了一种基于井下压差的自发电充电封闭装置，为井下各类测试、传输装置提供动力来源。

本发明实施例提供了一种基于井下压差的封闭自发电充电装置，所述装置包括：密封壳体、充电单元及储电单元；其中，

所述密封壳体包括体积可压缩的弹性密封套管及体积不可压缩的充气室；所述弹性密封套管设置在所述充气室的上部开口处，在抽油杆向下的冲程中，所述弹性密封套管被压缩，其中的气体被压缩至充气室内，在抽油杆向上的冲程中，所述弹性密封套管在充气室内气体压力的作用下恢复原状；

所述充电单元包括齿条杆、齿轮传动模块及发电模块；所述齿条杆的一端穿过所述充气室的上部开口与所述弹性密封套管的顶部内侧壁固定连接，另一端与所述齿轮传动模块啮合；所述齿轮传动模块及发电模块设置在所述充气室中；

所述弹性密封套管体积变化时带动所述齿轮条做直线运动，所述齿轮条在做直线运动时带动所述齿轮传动模块做旋转运动，所述齿轮传动模块与发电模块连接，齿轮传动模块做旋转运动时驱动发电模块发电；

所述储电单元与所述发电模块连接，用于存储发电模块所发的电。

利用本发明实施例提供的一种井下自发电充电封闭装置，可将抽油机井井下压力的周期性变化能转化为电能并存储起来，为井下测试、传输仪器提供持续稳定的电源，解决目前井下电池续航能力差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于井下压差的封闭自发电充电装置的正面结构示意图；

图2为本发明实施例基于井下压差的封闭自发电充电装置的侧面结构示意图；

图3为本发明实施例的发电模块25的俯视图；

图4为图3的A-A剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例基于井下压差的封闭自发电充电装置的正面结构示意图，如图1所示，该封闭自发电充电装置主要包括一密封壳体1、一充电单元2及一储电单元3。其中，密封壳体1包括弹性密封套管11和充气室12，弹性密封套管11根据承受的井下压力不同，带动充电单元2中的齿条杆21上下运动来对储电单元3进行充电。

其中，弹性密封套管11的体积可压缩，充气室12的体积不可压缩，弹性密封套管11设置在充气室12的上部开口处，在抽油杆(图中未示出)向下的冲程中，弹性密封套管11被压缩，其中的气体被压缩至充气室12内，在抽油杆向上的冲程中，弹性密封套管11又在充气室12内气体压力的作用下恢复原状。在一个实施例中，上述的弹性密封套管11的材质为橡胶。